采空区沉降监测与预警
众多矿山已开采完毕,形成了巨大的采空区,尤其是井工矿的开采,尽管进行了回填,但是采空区地面在长时间的雨水和重力的作用下容易造成地面沉降,一旦沉降位移过大,就会给地上造成巨大的损失。河北稳控科技充分利用在自动化监测方面的技术积累,建立了一套科学完善的采空区监测预警平台,实现了采空区防治管理的科学化、信息化、标准化和可视化。可靠,实用、专业的采空区监测与预警系统解决方案。
监测系统架构:
采空区沉降监测与预警系统主要由GNSS地表沉降监测系统、地下分层沉降监测仪、次声监测定位系统、基于物联网技术、云计算的监测与预警云服务平台、用户终端信息设备及应用软件等部分组成。
监测方案实施:
1、使用GNSS(SD302一体式拉线式地表位移监测仪)完成地表绝对沉降数据采集。
2、使用分层沉降监测仪完成相对于地表的地下分层沉降数据获取。
3、使用次声监测系统完成区域内地下岩层断裂发生频次及发生位置定位。
监测系统功能:
1、系统可以全天候运行,在恶劣环境及气候条件下仍能正常进行监测数据采集。
2、自动采集数据,监测周期可根据实际情况进行选择,远程控制。
3、多种信号传输模式,根据不同野外条件选择最合适的传输模式(低功耗多通道WFAS1431无线数据采集采发仪),同时支持RF、GSM、GPRS、北斗网络,智能选择。
4、支持多级,多种类型(现场直接预警+数据中心远程预警)报警、预警功能,并可通过软件界面、短息等多种报警方式通知相关责任人。( SC3小型裂缝监测预警仪)
5、可根据不同项目实际情况,选择配备合适的监测设备。
6、具有完善的防雷、避雷措施,能够保障系统的正常工作。
采空区埋深较大时常用的处理方法主要有以下五种:
(1)充填注浆法。
注浆技术是一项实用性强、应用广泛的工程技术。它的实质是在地面钻孔至老采空区,采用液压、气压或电化学方法,将采空区所有空洞和覆岩裂隙用由水泥、粉煤灰、砂子等混合而成的浆液全部充填和加固,使整个采空区恢复为接近原始岩体状态,彻底消除采动破碎岩体的移动变形空间。为了避免浆液流至地基控制边界以外,需要在地基以外的控制边界处钻孔至采空区,再灌粗骨料填充,注浆固结,以封堵住采空区两端。
(2)覆岩结构加固补强法。
采用注浆加固技术对上覆岩层结构进行结构补强,增强覆岩结构的长期稳定性。其具体做法是从地面打钻孔,然后压力灌浆,使浆液渗入岩层裂隙,并胶结而使破碎岩体形成一强度高、刚度大,类似于“大板结构”的完整岩体,达到类似于跨越的目的和避免地表塌陷的发生。这种方法具有工程量小、工程费用低、岩体结构稳定、效果好等显著特点,实践表明效果良好。
(3)灌注桩法。
在采空区上方地表布置大直径钻孔,注入填料和浆液,用浆液固结填料和破碎岩体,在岩层中形成灌注柱,承受上方建筑荷载。
(4)设计高架桥跨越采空区。
当采空区分布面积过大,充填注浆法造价过高时,可考虑采用高架桥跨越采空区,或者采用处理与高架桥结合的方法处理采空区。
(5)综合治理方法。
根据实际工程情况,结合以上两种或两种以上的方法处理采空区。